21. Звук. Виды звуков. Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Шкала уровней интенсивности звука.

Звук – распространяющийся в виде продольных волн колебательное движение частиц упругой среды: газообразной, жидкой или твёрдой.

Звуки, встречающиеся в природе, разделяют на несколько видов.

Тон – это звук, представляющий собой периодический процесс. Основной характеристикой тона является частота. Простой тон создается телом, колеблющимся по гармоническому закону (например, камертоном). Сложный тон создается периодическими колебаниями, которые не являются гармоническими (например, звук музыкального инструмента, звук, создаваемый речевым аппаратом человека).Сложный то может быть разложен на простые .Наименьшая частота V0 такого разложения соответствует основному тону. Остальные гармоники имеют частоты,равные 2 V0, 3 V0 и т д.Набор частот с указанием их амплитуды называется акустическим спектром .Спектр сложного тона линейчатый

Шум – это звук, имеющий сложную неповторяющуюся временную зависимость и представляющий собой сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов (шелест листьев) Спектр шума сплошной

.

Звуковой удар – это кратковременное звуковое воздействие (хлопок, взрыв, удар, гром).

Физические характеристики звука :

Энергетической характеристикой звука как механической волны является интенсивность. Но на практике для оценки звука удобнее использовать звуковое давление, которое дополнительно возникает при прохождении звуковых волн в жидкостях или газах. Интенсивность I и звуковое давление p связаны соотношением

Рассмотренные характеристики звука являются объективными характеристиками ,т к их можно оценивать с помощью приборов

. В слуховом ощущении субъективно (звук оценивается человеком) различаются высота, громкость и тембр звука. Каждая из этих характеристик, в свою очередь, зависит от физических величин, имеющих объективный смысл: частоты и интенсивности звуковой волны.

Высота тона зависит от частоты колебаний. Чем больше частота, тем выше кажется звук.

Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который, в основном, определяется частотами и амплитудами обертонов

Громкость звука зависит от интенсивности звука

Наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органами слуха называется порогом слышимости I₀. Наибольшая интенсивность звуковой волны, при которой восприятие звука не вызывает болевого ощущения, называется порогом болевого ощущения или порогом осязания

Тембр – это характеристика звукового ощущения, которая определяется его гармоническим спектром. Тембр звука зависит от числа обертонов и от их относительных интенсивностей.

. Самый громкий звук, который способно воспринимать наше ухо, имеет интенсивность в 10¹³ раз больше интенсивности самого тихого звука, который мы еще можем услышать. Поэтому удобно сравнивать интенсивности звуков в логарифмической шкале. В этой шкале уровень интенсивности звука выражается в белах (Б). Если уровень какого-то звука на 1Б выше, чем у другого, то отношение интенсивностей этих звуков равно 10. Если уровни звуков различаются на 2Б, то отношение их интенсивностей 10² и т.д.

Обычно уровни интенсивностей звуков выражают в децибелах (дБ):

1 дБ=0,1 Б.

При построении шкалы уровней интенсивности звука значение I₀ принимают за начальный уровень шкалы ,любую другую интенсивность I выражают через десятичный логарифм ее отношения к I₀ :

или при использовании децибел